CN102839769A - 一种波折钢板组合剪力墙 - Google Patents

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一种波折钢板组合剪力墙，由梯形波折钢板、带波纹的平钢板、鱼尾板、T形型钢、高强度螺栓及框架梁和框架柱组成。两块梯形波折钢板中间叠夹一块带波纹的平钢板，通过高强度螺栓在梯形波折钢板的波谷部位将梯形波折钢板与平钢板连接起来形成组合剪力墙板。所述带波纹的平钢板是通过在平钢板上每隔梯形波折钢板一个波长的距离压制形成波纹而得到。所述梯形波折钢板和带波纹的平钢板均横向放置。所述组合剪力墙板的上下边缘与所述框架梁翼缘上焊接的鱼尾板采用高强螺栓连接，左右侧边与T形型钢焊接。本发明提出的波折钢板组合剪力墙具有不承受竖向轴力、抗侧能力高、滞回曲线饱满、工业化生产和装配式快速施工等优点，是一种优越的抗震耗能构件。

Description

一种波折钢板组合剪力墙
技术领域
本发明涉及一种改进型波折钢板组合剪力墙，属于结构工程技术领域。
背景技术
与传统的混凝土剪力墙刚度大但延性较差的特点相比，钢板剪力墙与钢框架的刚度和延性匹配，耗能能力强，因而作为一种性能优异的消能减震构件，广泛应用于高层结构。从钢板形式来看，主要包括平钢板剪力墙和波折钢板剪力墙两大类型。
平钢板剪力墙中存在以下不足：其一，厚板墙在侧向力作用下不易屈曲、滞回曲线饱满、延性和耗能能力强，但用钢量大，工程中较少采用。其二，薄钢板墙在剪力作用下屈曲荷载很低，主要靠屈曲后形成的斜向拉力带来提供抗侧和耗能能力，但其拉力带锚固于框架柱和框架梁，将损害框架的承载能力，并易造成局部焊缝或螺栓破坏，同时其滞回曲线具有严重的捏拢现象，延性和耗能能力大打折扣。其三，平钢板剪力墙在施工和使用过程中会承受竖向压应力，将对钢板墙的受剪承载力和滞回性能产生不利影响。为消除竖向压应力的影响，常用措施是待主结构封顶和大部分竖向荷载施加完毕后，再完成墙板与周边框架的螺栓终拧，这样势必影响到施工进度。
波折钢板剪力墙中，波折的存在大大提高了薄钢板墙的面外刚度和受剪屈曲承载力，使其具有像厚平钢板剪力墙那样受剪屈服的受力特点，降低了框架梁柱的锚固刚度要求。但波折钢板剪力墙在达到极限承载力后，波折将沿着倾斜的方向被逐渐拉平，承载能力迅速下降，因此其延性和滞回性能不是十分优越。
为了解决普通钢板剪力墙中存在的上述问题，本发明人在中国专利（ZL201010515879.5）中提出了一种多层钢板组合剪力墙，有效地改善了薄的平钢板墙的滞回曲线捏拢，以及波折钢板墙承载能力下降迅速的问题。但这种多层钢板组合剪力墙仍然会受到施工和使用过程中的竖向压应力的影响；此外，组合剪力墙板与周边框架通过C型钢进行连接的处理方法，加工制作和现场安装比较麻烦，不利于快速施工。
鉴于上述已有技术存在的不足，本发明提出了一种改进型波折钢板组合剪力墙，它通过引入带波纹的平钢板、鱼尾板和T形型钢，具有以下优点：
（1）带波纹的平钢板的引入，减弱或消除了竖向压应力对组合剪力墙板抗侧能力的不利影响，同时又保证平钢板和波折钢板形成的组合剪力墙仍然具有良好的抗侧刚度、承载力和滞回性能。其一，波纹的存在使得平钢板在竖向能够产生一定量的面内拉伸或压缩变形而不承受过大的压应力，此变形量通过波纹的尺寸来进行人为调整。这样组合剪力墙在施工和使用过程中便可适应一定量的竖向变形，使得墙板在任何时候仅承受水平剪力作用；其二，由于带波纹的平钢板中波纹的变形量能够人为设计且有一定限值，因此当波折钢板达到受剪极限承载力后，其波折拉平时产生大变形将受到平钢板的约束和限制，这样普通波折钢板剪力墙中承载能力下降迅速、滞回曲线欠饱满的问题将得到改善。
（2）组合剪力墙与框架梁通过鱼尾板进行螺栓连接、与框架柱通过T形型钢和鱼尾板进行螺栓连接等措施，可满足墙板在工厂预制、现场快速安装的工业化生产的要求，即鱼尾板预先与框架梁、框架柱焊接完毕，组合剪力墙板（包括侧边焊接T形型钢）在工厂制作完成，之后运至现场与框架主体结构同步安装，提高了施工效率，具有很好的经济性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有优良抗侧刚度、承载力及耗能能力、工业化生产和装配式快速施工的高效钢板剪力墙。
一种改进型波折钢板组合剪力墙，其特征在于，由梯形波折钢板、带波纹的平钢板、鱼尾板、T形型钢、高强度螺栓及框架梁和框架柱组成。两块梯形波折钢板中间叠夹一块带波纹的平钢板，通过高强度螺栓在梯形波折钢板的波谷部位将梯形波折钢板与平钢板连接起来形成组合剪力墙板。所述带波纹的平钢板是通过在平钢板上每隔一定距离压制形成波纹而得到。所述梯形波折钢板和带波纹的平钢板均横向放置，即钢板的波折方向或波纹方向沿竖直方向。组合剪力墙板的上下边缘与所述框架梁翼缘上焊接的鱼尾板采用高强螺栓连接，左右侧边先与所述T形型钢焊接，然后T形型钢与所述框架柱翼缘上焊接的鱼尾板采用高强螺栓连接。
本发明提出的改进型波折钢板组合剪力墙，梯形波折钢板和带波纹的平钢板均采用薄钢板，其厚度可根据设计计算选取和进行协调。平钢板中压制形成的波纹的宽度和深度可根据适应结构竖向变形量的需要来人为设定。这种组合剪力墙，一方面有效地改善了薄的平钢板墙的滞回曲线捏拢，以及波折钢板墙承载能力下降迅速的问题，另一方面减弱或消除了施工和使用过程中竖向压应力对组合剪力墙板抗侧能力的不利影响，并简化了组合剪力墙板与周边框架的连接，有利于快速施工，提高了生产效率。
附图说明
图1为改进型波折钢板组合剪力墙的立面示意图；
图2为改进型波折钢板组合剪力墙的A-A剖面示意图；
图3为改进型波折钢板组合剪力墙的B-B剖面示意图；
具体实施方式
下面结合附图1～3，详细说明本发明的实施方式。
如图所示，一种改进型波折钢板组合剪力墙包括以下部件：
1——梯形波折钢板；
2——带波纹的平钢板；
3——鱼尾板；
4——T形型钢；
5——高强度螺栓；
6——框架梁；
7——框架柱；
8——波纹。
本发明提出的一种改进型波折钢板组合剪力墙，由梯形波折钢板（1）、带波纹的平钢板（2）、鱼尾板（3）、T形型钢（4）、高强度螺栓（5）及框架梁（6）和框架柱（7）组成。
所述带波纹的平钢板（2）是通过在平钢板上每隔梯形波折钢板一个波长的距离压制形成波纹（8）而得到。所述组合剪力墙板由两块所述梯形波折钢板（1）中间叠夹一块带波纹的平钢板（2）组成，通过高强度螺栓（5）在梯形波折钢板的波谷部位将二者连接起来共同受力。所述梯形波折钢板（1）和带波纹的平钢板（2）均横向放置，即钢板的波折方向或波纹方向沿竖直方向。所述组合剪力墙板的左右两侧与所述T形型钢（4）焊接。
制作和安装时，首先所述鱼尾板（3）预先与所述框架梁（6）和框架柱（7）焊接完毕。所述梯形波折钢板（1）、带波纹的平钢板（2）、T形型钢（3）、高强度螺栓（5）所组成的组合剪力墙板在工厂中加工完成后运抵施工现场。然后，所述组合剪力墙板的上下边缘与所述框架梁（6）翼缘上焊接的鱼尾板（3）采用高强螺栓（5）连接，左右侧边通过所述T形型钢（4）与所述框架柱（7）翼缘上焊接的鱼尾板（3）采用高强螺栓（5）连接。由于无需考虑竖向变形产生压应力对剪力墙抗侧性能的不利影响，因此上述组合剪力墙板的安装可与框架等主体结构同时进行，大大加快了施工进度。

Claims (4)

1.一种波折钢板组合剪力墙，其特征在于，它由梯形波折钢板（1）、带波纹的平钢板（2）、鱼尾板（3）、T形型钢（4）、高强度螺栓（5）及框架梁（6）和框架柱（7）组成。
2.根据权利要求1所述的波折钢板组合剪力墙，其特征在于，所述带波纹的平钢板（2）是通过在平钢板上每隔梯形波折钢板（1）一个波长的距离压制形成波纹（8）而得到。
3.根据权利要求1所述的波折钢板组合剪力墙，其特征在于，所述梯形波折钢板（1）横向放置，所述带波纹的平钢板（2）横向放置。
4.根据权利要求1所述的波折钢板组合剪力墙，其特征在于，所述组合剪力墙板的上下边缘与所述框架梁（6）翼缘上焊接的鱼尾板（3）采用高强螺栓（5）连接；所述组合剪力墙板的左右侧边与所述T形型钢（4）焊接，T形型钢（4）与所述框架柱（7）翼缘上焊接的鱼尾板（3）采用高强螺栓（5）连接。
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